База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Ку = SМуд/SМсд

При этом под Мсд понимается сумма моментов всех сдвигающих сил вокруг центра поверхности скольжения, а под Муд - сумма моментов всех удерживающих сил.

Расчет выполняют методом попыток (или на компьютере по специальной программе), в результате которых отыскивается поверхность скольжения, для которой Ку имеет минимальное значение.

Устойчивость считается обеспеченной, если Ку будет не менее 1,2 при песчаных грунтах и 1,3 при глинистых.

ГЛАВА 12. ПРОЕКТИРОВАНИЕ НЕЖЕСТКИХ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД

12.1. Общие сведения

Нежесткими дорожными одеждами называют одежды со слоями, построенными из различных видов асфальтобетонов (дегтебетонов), из материалов и грунтов, укрепленных битумом, цементом, известью, комплексными и другими вяжущими, а также из слабосвязанных зернистых материалов (щебня, шлака, гравийных смесей, песка и др.).

Для проектирования таких дорожных одежд на вновь сооружаемых дорогах, на новых участках реконструируемых дорог, а также при разработке каталогов и альбомов типовых решений по конструкциям дорожных одежд на дорогах общей сети предназначены отраслевые дорожные нормы "Проектирование нежестких дорожных одежд" ОДН 218.046-01.

Принято различать следующие элементы дорожной одежды:

Покрытие - верхняя часть дорожной одежды, состоящая из одного или нескольких единообразных по материалу слоев, непосредственно воспринимающая усилия от колес транспортных средств и подвергающаяся прямому воздействию атмосферных факторов.

По поверхности покрытия могут быть устроены слои поверхностных обработок различного назначения (слои для повышения шероховатости, защитные слои и т.п.).

Основание - часть конструкции дорожной одежды, расположенная под покрытием и обеспечивающая совместно с покрытием перераспределение

452

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

напряжений в конструкции и снижение их величины в грунте рабочего слоя земляного полотна (подстилающем грунте), а также обеспечивающая морозоустойчивость и осушение конструкции.

Различают несущую часть основания (несущее основание) и дополнительные слои основания. Несущая часть основания должна обеспечивать прочность дорожной одежды и быть морозоустойчивой.

К дополнительным слоям основания относят слои между несущим основанием и подстилающим грунтом, предусматриваемые при наличии неблагоприятных погодно-климатических и грунтово-гидрологических условий. Эти слои совместно с покрытием и несущей частью основания должны обеспечивать необходимые морозоустойчивость и дренирование конструкции и создавать условия для снижения толщины вышележащих слоев из дорогостоящих материалов. В соответствии с основной функцией, которую выполняет дополнительный слой основания, его называют морозозащитным, теплоизолирующим, дренирующим. К дополнительным слоям и прослойкам относят также гидро- и пароизолирующие, капилляропрерывающие, противозаиливающие и др. Дополнительные слои строят из песка и других местных материалов в естественном состоянии или укрепленных органическими, минеральными или комплексными вяжущими, из местных грунтов, обработанных вяжущими, из укрепленных смесей с добавками пористых заполнителей и т.д., а также из различного рода специальных индустриально выпускаемых материалов (геотекстиль, пенопласт, полимерная пленка и т.п.).

При применении дополнительных слоев в проекте необходимо учитывать технологические проблемы, возникающие в процессе строительства и связанные с движением по ним построечного транспорта.

Классификация дорожных одежд и покрытий приведена в табл. 12.1.

Таблица 12.1

Классификация дорожных одежд и покрытий

Типы	Виды покрытий, материал и способы его укладки
дорожных
одежд
Капитальные	Усовершенствованные покрытия:
	из горячих асфальтобетонных смесей

453

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Облегченные

а) из горячих асфальтобетонных смесей;

б) из холодных асфальтобетонных смесей;

в) из органоминеральных смесей с жидкими органическими вяжущими, с жидкими органическими вяжущими совместно с минеральными; с вязкими, в том числе эмульгированными органическими вяжущими; с эмульгированными органическими вяжущими совместно с минеральными; из каменных материалов и грунтов, обработанных битумом по способу смешения на дороге или методами пропитки; из каменных материалов, обработанных органическими вяжущими методом пропитки; черного щебня, приготовленного в установке и уложенного по способу заклинки; из пористой и высокопористой асфальтобетонной смеси с поверхностной обработкой; из прочного щебня с двойной поверхностной обработкой

Переходные

Покрытия переходные:

из щебня прочных пород, устроенных по способу заклинки без применения вяжущих материалов;

из грунтов и малопрочных каменных материалов, укрепленных вяжущими; булыжного и колотого камня (мостовые)

Низшие

Покрытия низшие:

из шебеночно-гравийно-песчаных смесей; малопрочных каменных материалов и шлаков; грунтов,

укрепленных или улучшенных различными местными материалами;

из древесных материалов и др.

Рабочий слой земляного полотна (подстилающий грунт) - верхняя часть полотна в пределах от низа дорожной одежды до 2/3 глубины промерзания, но не менее 1,5 м от поверхности покрытия.

Капитальную и облегченную дорожные одежды с усовершенствованными покрытиями проектируют с таким расчетом, чтобы на протяжении межремонтного

454

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

срока не возникало разрушений и остаточных деформаций, недопустимых с точки зрения предусмотренных действующими нормативными документами требований к ровности покрытия, а также, чтобы воздействие природных факторов не приводило к недопустимым изменениям в элементах одежды.

Облегченную дорожную одежду с усовершенствованным покрытием рассчитывают на менее продолжительный межремонтный срок службы, чем для капитальных одежд. Это позволяет применять менее долговечные и дорогостоящие материалы и облегчить конструкцию.

При проектировании дорожных одежд переходного типа, выравнивание которых не сопряжено со значительными затратами (щебеночные, гравийные и подобные им покрытия), допускают возможность более значительного накопления остаточных деформаций под действием движения.

В районах с влажным и холодным климатом на участках с неблагоприятными грунтово-гидрологическими условиями должны быть предусмотрены меры по осушению и обеспечению морозоустойчивости дорожной одежды и земляного полотна.

Запроектированная дорожная одежда должна быть не только прочной и надежной в эксплуатации, но экономичной и по возможности менее материалоемкой, особенно по расходу дефицитных материалов и энергии, а также должна соответствовать экологическим требованиям. Выбор конструкции дорожной одежды и тип покрытия обосновывают технико-экономическими расчетами.

Расчетный (проектный) срок службы проектируемой дорожной одежды и требуемый уровень проектной надежности необходимо назначать на основе норм, принимаемых административными органами по согласованию с региональными дорожными организациями.

При проектировании дорожных одежд в зоне вечной мерзлоты должны быть дополнительно учтены характер вечномерзлых грунтов, их температурный и водный режим, а также влияние толщины деятельного слоя и вечномерзлого грунта (жесткого основания) на прочность дорожной одежды.

Учет указанных факторов осуществляют на основе специальных региональных нормативно-технических документов.

12.2. Основы конструирования нежестких дорожных одежд

Проектирование дорожной одежды представляет собой единый процесс конструирования и расчета дорожной конструкции (системы: дорожная одежда -

455

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

рабочий слой земляного полотна) на прочность, морозоустойчивость и осушение с технико-экономическим обоснованием вариантов.

Процедура конструирования дорожной одежды включает:

выбор вида покрытия;

назначение числа конструктивных слоев с выбором материалов для устройства слоев, размещение слоев в конструкции и назначение их ориентировочных толщин;

предварительную оценку необходимости назначения дополнительных морозозащитных мер с учетом дорожно-климатической зоны, типа грунта рабочего слоя земляного полотна и схемы увлажнения рабочего слоя на различных участках;

предварительную оценку необходимости назначения мер по осушению конструкции, а также по повышению трещиностойкости конструкции;

оценку целесообразности укрепления или улучшения верхней части рабочего слоя земляного полотна;

предварительный отбор конкурентоспособных вариантов с учетом местных природных и проектных условий работы.

При конструировании дорожной одежды необходимо руководствоваться следующими принципами:

тип дорожной одежды и вид покрытия, конструкция одежды должны в целом удовлетворять транспортно-эксплуатационным требованиям, предъявляемым к дороге соответствующей категории и ожидаемым в перспективе составу и интенсивности движения с учетом изменения интенсивности движения в течение заданных межремонтных сроков и предполагаемых условий ремонта и содержания;

конструкция одежды может быть принята типовой или разработана индивидуально для каждого участка или ряда участков дороги, характеризующихся сходными природными условиями (грунт рабочего слоя земляного полотна, условия его увлажнения, климат, обеспеченность местными дорожностроительными материалами и др.) с одинаковыми расчетными нагрузками. При выборе конструкции одежды для данных условий предпочтение следует отдавать проверенной на практике в данных условиях типовой конструкции;

в районах, недостаточно обеспеченных стандартными каменными материалами, допускается применять местные каменные материалы, побочные продукты промышленности и грунты, свойства которых могут быть улучшены обработкой их вяжущими (цемент, битум, известь, активные золы уноса и др.). Одновременно

456

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

надо стремиться к созданию конструкции по возможности наименее материалоемкой;

конструкция должна быть технологичной и обеспечивать возможность максимальной механизации и индустриализации дорожно-строительных процессов. Для достижения этой цели число слоев и видов материалов в конструкции должно быть минимальным;

при конструировании необходимо учитывать реальные условия проведения строительных работ (летняя или зимняя технология и т.д.).

При выборе материалов для устройства слоев дорожной одежды необходимо учитывать следующие положения.

Покрытие и верхние слои основания должны соответствовать проектным воздействующим нагрузкам и быть водо-, морозо- и термоустойчивыми.

Для верхнего слоя асфальтобетонного покрытия и других слоев выбирают материал в соответствии с действующими нормативными документами.

Конструкция дорожной одежды в местах остановок общественного транспорта, на регулируемых пересечениях и в других местах изменения скорости или движения на пониженных скоростях должна обеспечить повышенную сдвигоустойчивость при высокой летней температуре (асфальтобетонные смеси типа А и Б, высокоплотные смеси).

Для обеспечения возможности назначения однотипной конструкции дорожной одежды на участках большой длины следует предусматривать укрепление верхней части земляного полотна на различную глубину.

В целях обеспечения благоприятных условий работы прикромочных частей дорожной одежды основание должно быть на 0,6 м шире проезжей части и краевой полосы, а дополнительный нижний слой из песка или другого зернистого материала на 1 м шире основания, или его устраивают на всю ширину земляного полотна. При дорожных одеждах капитального типа может быть предусмотрена также установка бортовых камней, плит или устройство монолитного бортика.

Несущий слой основания капитальных дорожных одежд следует устраивать из прочных материалов (из пористого асфальтобетона, дегтебетона, щебеночных смесей, обработанных битумной эмульсией, фракционированного щебня, обработанного вязким битумом по способу пропитки, а также из фракционированного щебня, уложенного по принципу расклинки мелким щебнем или гранулированным активным шлаком, укрепленного по методу пропитки цементнопесчаной смесью, и т.п.). На дорогах, предназначенных для движения автомобилей грузоподъемностью 8 и более тонн, при устройстве покрытий

457

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

толщиной 3-5 см верхняя часть несущего основания должна быть предусмотрена из асфальтобетона.

В конструкциях дорожных одежд для дорог с тяжелым и интенсивным движением на контакте слоев из крупнозернистых или гравийных материалов с песчаными слоями основания или с грунтом земляного полотна следует предусматривать устройство разделяющих прослоек из геотекстиля в целях предотвращения взаимопроникновения материалов смежных слоев.

Основание из зернистых материалов должно быть, как правило, двухслойным. Верхний - несущий слой из жестких и сдвигоустойчивых материалов (щебень, гравий, щебеночноили гравийно-песчаные смеси, материалы и грунты, укрепленные неорганическим вяжущим) и дополнительный слой, выполняющий морозозащитные и дренирующие функции.

Если в дополнительном слое основания применяют однородный песок со степенью неоднородности менее 3, поверх него предусматривают укладку защитного (технологического) слоя из щебеночно-гравийно-песчаных смесей, отсевов дробления изверженных пород, гравелистых или крупных песков оптимального состава, а также из цементопеска. При степени неоднородности песка от 2 до 3 толщину защитного слоя принимают равной 10 см, при степени неоднородности менее 2 устраивают защитный слой толщиной 15-20 см. В расчетах прочности дорожной одежды толщину защитного слоя включают в толщину дополнительного слоя основания. При устройстве защитного слоя возможно применение геотекстиля.

Расположение неукрепленных зернистых материалов между слоями из материалов или грунтов, обработанных вяжущими, не допускается, так как в них может накапливаться вода, что приводит к их разрушению при замерзании.

На магистральных дорогах с тяжелым и скоростным движением основания следует устраивать преимущественно из укрепленных материалов.

Толщину слоев из материалов, содержащих органическое вяжущее, укладываемых на верхний слой основания из материалов, укрепленных цементом, для ограничения появления "отраженных" трещин на покрытии нужно принимать не менее 18 см при капитальных дорожных одеждах и 12 см - при облегченных одеждах.

В случае применения материалов, укрепленных комплексными вяжущими, а также медленно твердеющими гидравлическими вяжущими, толщина слоя может быть снижена на 20 %, а в условиях жарких и сухих районов IV-V дорожноклиматических зон - на 30 %.

458

База нормативной документации: www.complexdoc.ru

Для повышения трещиностойкости покрытия могут быть предусмотрены специальные трещино-прерывающие прослойки, в том числе на основе геосеток и геотекстиля, с использованием модифицированных вяжущих в материале покрытия и другие специальные решения.

Толщины конструктивных слоев по технологическим условиям должны быть не менее указанных в табл. 12.2.

Таблица 12.2.

Минимальные толщины конструктивных слоев по технологическим условиям

Наименование слоев	Толщина слоя,
	см
Асфальтобетон мелкозернистый	3-5
Асфальтобетон крупнозернистый	6-7
Асфальтобетон песчаный	3-4
Щебеночные (гравийные) материалы, обработанные органическим вяжущим	8
Щебень, обработанный органическим вяжущим по способу пропитки	8
Щебеночные и гравийные материалы, не обработанные вяжущими на песчаном	15
основании
На прочном основании (каменном или из укрепленного грунта)	8
Каменные материалы и грунты, обработанные органическими или	10
неорганическими вяжущими

П р и м е ч а н и я: 1. Большие толщины асфальтобетонных покрытий следует принимать для дорог 1 и II категории, меньшие - для дорог III и IV категории.

459